淺談C++對(duì)象的內(nèi)存分布和虛函數(shù)表

更新時(shí)間：2016年12月25日 11:10:15 投稿：jingxian

下面小編就為大家?guī)硪黄獪\談C++對(duì)象的內(nèi)存分布和虛函數(shù)表。小編覺得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧

c++中一個(gè)類中無非有四種成員：靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，靜態(tài)函數(shù)和非靜態(tài)函數(shù)。

1、非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被放在每一個(gè)對(duì)象體內(nèi)作為對(duì)象專有的數(shù)據(jù)成員。

2、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被提取出來放在程序的靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，為該類所有對(duì)象共享，因此只存在一份。

3、靜態(tài)和非靜態(tài)成員函數(shù)最終都被提取出來放在程序的代碼段中并為該類所有對(duì)象共享，因此每一個(gè)成員函數(shù)也只能存在一份代碼實(shí)體。在c++中類的成員函數(shù)都是保存在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的，那靜態(tài)函數(shù)也是保存在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的，他們都是在類中保存同一個(gè)憊份。

因此，構(gòu)成對(duì)象本身的只有數(shù)據(jù)，任何成員函數(shù)都不隸屬于任何一個(gè)對(duì)象，非靜態(tài)成員函數(shù)與對(duì)象的關(guān)系就是綁定，綁定的中介就是this指針。成員函數(shù)為該類所有對(duì)象共享，不僅是處于簡(jiǎn)化語言實(shí)現(xiàn)、節(jié)省存儲(chǔ)的目的，而且是為了使同類對(duì)象有一致的行為。同類對(duì)象的行為雖然一致，但是操作不同的數(shù)據(jù)成員。

#include"iostream.h"
class A
{


private:
 int x;
 int y;


public:
 void sety()
 {
 y=5;
 }
 void print()
 {
 cout<<"x="<<x<<endl<<"y="<<y<<endl;
 }
};

void main()
{
 A a;
 a.sety();
 a.print();
 int *p=(int *)&a;//對(duì)象a的內(nèi)存模型里面，只有非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，所以是合理的。
 *p=6;
 a.print();
}

4、單繼承的對(duì)象的內(nèi)存布局，第一個(gè)為虛函數(shù)表指針vtbl，其后為成員且先基類后子類，虛函數(shù)表里包含了所有的虛函數(shù)的地址，以NULL結(jié)束。虛函數(shù)如果子類有重寫，就由子類的重新的代替。

<一> 上述類圖的解釋：B的v2覆蓋了A的v2，C的v1覆蓋了A的v1，C的v3覆蓋了B的v3.

注意：發(fā)生覆蓋的特征有：

1) 不同的范圍（分別位于派生類與基類）；

2) 函數(shù)名字相同；

3) 參數(shù)相同；

4) 基類函數(shù)必須有virtual關(guān)鍵字。

成員函數(shù)被重載的特征

（1）相同的范圍（在同一個(gè)類中）；

（2）函數(shù)名字相同；

（3）參數(shù)不同；

（4）virtual 關(guān)鍵字可有可無。

“隱藏”是指派生類的函數(shù)屏蔽了與其同名的基類函數(shù)，規(guī)則如下

（1）如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，但是參數(shù)不同。此時(shí)，不論有無virtual關(guān)鍵字，基類的函數(shù)將被隱藏（注意別與重載混淆）。

（2）如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，并且參數(shù)也相同，但是基類函數(shù)沒有virtual 關(guān)鍵字。此時(shí)，基類的函數(shù)被隱藏（注意別與覆蓋混淆）

<二> 類C的對(duì)象的內(nèi)存模型為：

單繼承的對(duì)象的布局，第一個(gè)為虛函數(shù)表指針vtbl，其后為成員且先基類后子類，虛函數(shù)表里包含了所有的虛函數(shù)的地址，以NULL結(jié)束。虛函數(shù)如果子類有重寫，就由子類的重新的代替。

5、與單繼承相同的是所有的虛函數(shù)都包含在虛函數(shù)表中，所不同的多重繼承有多個(gè)虛函數(shù)表，當(dāng)子類對(duì)父類的虛函數(shù)有重寫時(shí)，子類的函數(shù)替換父類的函數(shù)在對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)位置，當(dāng)子類有新的虛函數(shù)時(shí)，這些虛函數(shù)被加在第一個(gè)虛函數(shù)表的后面。

<一> 對(duì)類圖的解釋：D的v3覆蓋了B3的v3，另外D有一個(gè)新的虛函數(shù)vD。

<二> class D 的內(nèi)存模型

總結(jié)：與單繼承相同的是所有的虛函數(shù)都包含在虛函數(shù)表中，所不同的多重繼承有多個(gè)虛函數(shù)表，當(dāng)子類對(duì)父類的虛函數(shù)有重寫時(shí)，子類的函數(shù)覆蓋父類的函數(shù)在對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)位置，當(dāng)子類有新的虛函數(shù)時(shí)，這些虛函數(shù)被加在第一個(gè)虛函數(shù)表的后面

6. 虛繼承，使公共的基類在子類中只有一份，我們看到虛繼承在多重繼承的基礎(chǔ)上多了vbtable來存儲(chǔ)到公共基類的偏移。